[發(fā)明專利]一種用于新生兒成像的超導(dǎo)磁共振磁體及設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011139386.6
• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號(hào): CN112307657B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉志珍;劉振友;朱旭帥;宗沙沙
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/23
• 分類號(hào): G06F30/23;G06F30/17;G01R33/3815;A61B5/055;G06F111/06
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 李圣梅

本發(fā)明涉及一種用于新生兒成像的超導(dǎo)磁共振磁體及設(shè)計(jì)方法，同軸布置的主線圈和屏蔽線圈，屏蔽線圈位于主線圈外側(cè)，鐵磁屏蔽機(jī)構(gòu)位于屏蔽線圈外側(cè)；所述屏蔽線圈至少具有四組，分別位于超導(dǎo)磁體的兩端和中部，位于兩端的兩組磁體結(jié)構(gòu)、尺寸及磁場強(qiáng)度相同；位于中部的兩組磁體結(jié)構(gòu)、尺寸及磁場強(qiáng)度相同。磁體的體積和重量遠(yuǎn)小于目前的通用性超導(dǎo)磁共振磁體，該結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法能夠?qū)M足成像要求下的超導(dǎo)磁體用量，超導(dǎo)磁體結(jié)構(gòu)，骨架應(yīng)力分布，鐵磁屏蔽部分，雜散場范圍等多個(gè)目標(biāo)進(jìn)行約束，保證多目標(biāo)尋優(yōu)，克服了傳統(tǒng)磁共振磁體系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的求解局限性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超導(dǎo)磁體技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種用于新生兒成像的超導(dǎo)磁共振磁體及設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

磁共振成像技術(shù)是繼計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)之后醫(yī)學(xué)影像學(xué)的又一重大進(jìn)步，其可對(duì)人體任何部位成像，尤其適用于神經(jīng)系統(tǒng)及軟組織關(guān)節(jié)成像。具有較好的三維成像能力，可用于對(duì)腫瘤的術(shù)前定位和療效追蹤。無電離輻射傷害，不會(huì)像CT及X光對(duì)人體有射線損傷。為了產(chǎn)生成像所需穩(wěn)定均勻強(qiáng)大的背景磁場，從而保證成像質(zhì)量。磁體是核磁共振的關(guān)鍵部件，其作用是在成像區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生高均勻度的空間磁場分布，磁體的性能優(yōu)劣直接關(guān)系到圖像的成像質(zhì)量，決定最終MRI產(chǎn)品的優(yōu)劣甚至成功與否。

目前的磁共振成像設(shè)備多數(shù)是以成年人的體型進(jìn)行設(shè)計(jì)制造的通用型磁共振設(shè)備，磁體的體積、占地面積和重量較大，也會(huì)產(chǎn)生更多的雜散場(磁場強(qiáng)度5Gs，即0.5mT為職業(yè)暴露限值，稱為5高斯雜散場)，會(huì)產(chǎn)生對(duì)周圍醫(yī)療設(shè)備的電磁干擾，以及對(duì)人體造成影響，因此需要一個(gè)額外的屏蔽室。

而目前的磁共振成像設(shè)備雖然能夠?qū)π律鷥菏褂茫Ч⒉焕硐搿Ｒ环矫妫律鷥旱捏w型遠(yuǎn)小于成人，所需的成像區(qū)域更小，現(xiàn)有的磁共振成像設(shè)備會(huì)造成資源浪費(fèi)，增加患者的診斷成本；另一方面，新生兒身體內(nèi)部的一些器官還未發(fā)育完全，需要更高的成像質(zhì)量，現(xiàn)有的磁共振成像設(shè)備已經(jīng)無法提高成像質(zhì)量。再次，現(xiàn)有磁共振設(shè)備重量大，體積大，安裝與移動(dòng)十分困難，還需要額外的屏蔽室，不能夠直接為重癥監(jiān)護(hù)室的新生兒提供更安全的成像，需要轉(zhuǎn)移病人。

現(xiàn)有的磁共振設(shè)計(jì)方法主要針對(duì)通用磁共振設(shè)備，無法在主動(dòng)屏蔽線圈和被動(dòng)鐵磁屏蔽效果的前提下，與線圈骨架的設(shè)計(jì)同時(shí)達(dá)到最優(yōu)，而新生兒磁共振系統(tǒng)由于要保證雜散場范圍較小，同時(shí)也要保證整個(gè)裝置的體積與重量足夠小，這需要同時(shí)優(yōu)化多個(gè)目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例提供了如下技術(shù)方案：

一種用于新生兒成像的超導(dǎo)磁共振磁體，包括同軸布置的主線圈和屏蔽線圈，屏蔽線圈位于主線圈外側(cè)，鐵磁屏蔽機(jī)構(gòu)位于屏蔽線圈外側(cè)。

屏蔽線圈至少具有四組，分別位于超導(dǎo)磁體的兩端和中部，位于兩端的兩組屏蔽線圈中，其結(jié)構(gòu)、尺寸及產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度相同；位于中部的兩組屏蔽線圈中，其結(jié)構(gòu)、尺寸及產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度相同；主線圈至少具有七組，與屏蔽線圈同軸，布置在超導(dǎo)磁體的內(nèi)部。

或，在四個(gè)屏蔽線圈之間再增加兩個(gè)屏蔽線圈，使主線圈的個(gè)數(shù)與屏蔽線圈個(gè)數(shù)相同或相近,提高屏蔽磁場強(qiáng)度,使之在達(dá)到規(guī)定目標(biāo)磁場的前提下提高屏蔽效果。

主線圈產(chǎn)生的磁場方向是所需要的成像磁場方向，屏蔽線圈產(chǎn)生的磁場方向與所需要的成像磁場方向相反，根據(jù)磁場疊加原理降低外部雜散場范圍。

線圈骨架位于主線圈和屏蔽線圈之間，對(duì)超導(dǎo)線圈起固定支撐的作用。

屏蔽線圈的骨架與主線圈的骨架之間具有支撐肋板，將屏蔽線圈固定支撐在主線圈的外側(cè)，且與主線圈同軸，支撐肋板中部具有通孔。

杜瓦瓶位于超導(dǎo)磁體一端，使線圈保持在低溫超導(dǎo)狀態(tài)。

溫孔位于主線圈的兩端，提供容納新生兒身體某部位的空間。

溫孔中部具有目標(biāo)成像區(qū)域，該區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)圓形區(qū)域。